Ver el código de «Atmósfera»

{{otros usos}}
[[Archivo:Portrait of Jupiter from Cassini.jpg|thumb|Vista de la activa atmósfera de [[Júpiter (planeta)|Júpiter]], con la [[Gran Mancha Roja]] hacia el centro de la imagen.]]
La '''atmósfera''' (''alt.'' poco común, ''atmosfera''<ref>{{cita DLE|atmosfera|fechaacceso=2022-10-29}}</ref><ref>{{Cita DPD|atmósfera|fechaacceso=2022-10-29}}</ref>) es la capa de [[gas]] de un [[Objeto astronómico|cuerpo celeste]]. Los gases son atraídos por la [[gravedad]] del cuerpo, y se mantienen en él, si la gravedad es suficiente y no es barrida completamente por el [[viento solar]].

== Atmósfera terrestre ==
{{AP|Atmósfera terrestre}}
La altura de la atmósfera de la [[Tierra]] alcanza los 1{{esd}}000{{esd}}[[kilómetro|km]], aunque más de la mitad de su masa se concentra en los primeros 6&nbsp;km y el 75&nbsp;% en los primeros 11&nbsp;km de altura desde la superficie planetaria. La masa de la atmósfera es de 5,1&nbsp;x&nbsp;10<sup>18</sup>&nbsp;kg.<ref name="Evolution">{{cite web |title=Evolution of the Atmosphere |url=https://globalchange.umich.edu/globalchange1/current/lectures/Perry_Samson_lectures/evolution_atm/ |website=globalchange.umich.edu |access-date=2023-04-30 |archive-date=2022-08-09 |archive-url=https://web.archive.org/web/20220809204821/https://globalchange.umich.edu/globalchange1/current/lectures/Perry_Samson_lectures/evolution_atm/ }}</ref>

La '''atmósfera terrestre''' protege la [[vida]] de la Tierra. Absorbe en la [[capa de ozono]] parte de la [[radiación solar]] [[ultravioleta]], reduce las diferencias de [[temperatura]] entre el [[día]] y la [[noche]] y actúa como escudo protector contra los [[meteorito]]s.<ref name="Evolution"/>

=== Composición de la atmósfera ===
[[Archivo:Colores vespertinos atmosfera.jpg|thumb|Los distintos colores se deben a la dispersión de la luz producida por la atmósfera.]]
Casi la totalidad del aire (un 95&nbsp;%) se encuentra a menos de 30&nbsp;km de altura y más del 75&nbsp;% en la [[troposfera]]. El aire forma en la troposfera una mezcla de gases bastante homogénea, hasta el punto de que su comportamiento es el equivalente al que tendría si estuviera compuesto por un solo gas.

Los elementos de los que principalmente se compone la atmósfera son:<ref>{{Cite news|url=https://www.universetoday.com/35796/atmosphere-of-the-planets/|title=What is the Atmosphere Like on Other Planets?|last=Williams|first=Matt|date=2016-01-07|website=Universe Today|language=en-US|access-date=2019-10-22|archive-date=2019-10-22|archive-url=https://web.archive.org/web/20191022200133/https://www.universetoday.com/35796/atmosphere-of-the-planets/}}</ref>

*[[Dinitrógeno|Nitrógeno]]: Constituye el 78&nbsp;% del volumen del aire. Está formado por moléculas que tienen dos átomos de nitrógeno, de manera que su fórmula es N<sub>2</sub>. Es un [[gas inerte]], es decir, que no suele reaccionar con otras sustancias.
*[[Dioxígeno|Oxígeno]]: Representa el 21&nbsp;% del volumen del aire. Está formado por moléculas de dos átomos de oxígeno y su fórmula es O<sub>2</sub>. Es un gas muy reactivo y la mayoría de los seres vivos lo necesita para vivir.
*[[Argón]]: Contribuye en 0,93&nbsp;% al volumen del aire. Es un [[gas noble]] que no reacciona con ninguna sustancia.
*[[Dióxido de carbono]]: Está constituido por moléculas de un átomo de [[carbono]] y dos átomos de [[oxígeno]], de modo que su fórmula es CO<sub>2</sub>. Representa el 0,04&nbsp;% del volumen del aire y participa en procesos biológicos y climatológicos muy importantes. Las [[Plantae|plantas]] lo necesitan para realizar la [[fotosíntesis]], y es el residuo de la [[Respiración aeróbica|respiración]] y de las reacciones de [[combustión]] que se dan, por ejemplo, en un incendio forestal y en el motor de un auto.
*[[Ozono]]: Es un gas minoritario que se encuentra en la [[estratosfera]]. Su fórmula es O<sub>3</sub>, pues sus moléculas tienen tres átomos de oxígeno. Es de gran importancia para la vida en nuestro planeta, ya que su producción a partir del oxígeno atmosférico absorbe la mayor parte de los [[Radiación ultravioleta|rayos ultravioleta]] procedentes del Sol.
*[[Vapor de agua]]: Se encuentra en cantidad muy variable y participa en la formación de [[Nube|nubes]] y de la niebla. Es uno de los gases causantes del efecto invernadero.
* Partículas sólidas y líquidas: En el aire se encuentran muchas partículas sólidas en [[Suspensión (química)|suspensión]], como por ejemplo, el [[polvo]] que levanta el viento y el [[polen]]. Estos materiales tienen una distribución muy variable dependiendo de los vientos y de la actividad humana. Entre los líquidos, la sustancia más importante es el agua en suspensión que se encuentra en las nubes.

=== Composición química  ===

{{tabla2cols
|[[Nitrógeno]]| 78.08%&nbsp;(N<sub>2</sub>)<ref name="earth_fact_sheet">{{cita web|apellido=Williams|nombre=David R.|fecha=1 de septiembre de 2004|idioma=inglés|url=http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/earthfact.html|título=Earth Fact Sheet|editorial=NASA|fechaacceso=9 de agosto de 2010}}</ref>
|[[Oxígeno]]| 20.95%&nbsp;(O<sub>2</sub>)
|[[Argón]]| 0.93&nbsp;% [[Concentración porcentual en volumen|v/v]]
|[[Dióxido de carbono|CO<sub>2</sub>]]| 400&nbsp;[[Concentración|ppmv]]
|[[Neón]]| 18.2&nbsp;ppmv
|[[Hidrógeno]]| 5.5&nbsp;ppmv
|[[Helio]]| 5.24&nbsp;ppmv
|[[Metano]]| 1.72&nbsp;ppmv
|[[Kriptón]]| 1&nbsp;ppmv
|[[Óxido nitroso]]| 0.31&nbsp;ppmv
|[[Xenón]]| 0.08&nbsp;ppmv
|[[Monóxido de carbono|CO]]| 0.05&nbsp;ppmv
|[[Ozono]]| 0.03 – 0.02&nbsp;ppmv (variable)
|[[Clorofluorocarburo|CFC]]| 0.3-0.2&nbsp;[[Concentración|ppbv]] (variable)
|[[Vapor de agua]]| 1&nbsp;% (variable)<br />No computable para el aire seco.}}
{{VT|Química de la atmósfera}}

=== Capas de la atmósfera terrestre===

[[Archivo:Atmo camadas.svg|thumb|350px|Capas de la atmósfera.]]
[[Archivo:Meteotek08 atmosfera10.jpg|thumb|Imagen de la estratosfera.]]

==== Troposfera ====
{{AP|Troposfera}}
Está situada desde la superficie hasta unos 10 o 12 km. Es la capa en la que se producen los movimientos horizontales y verticales del aire que son provocados por los vientos y otros fenómenos atmosféricos como las nubes, lluvias, cambios de temperatura. Su límite superior es la tropopausa.<ref>{{Cite web |title=Atmosphere {{!}} National Geographic Society |url=https://education.nationalgeographic.org/resource/atmosphere |access-date=2022-06-09 |website=education.nationalgeographic.org |archive-date=2022-06-10 |archive-url=https://web.archive.org/web/20220610180446/https://education.nationalgeographic.org/resource/atmosphere/ }}</ref>

==== Estratosfera ====

{{AP|Estratosfera}}
Es la capa que se encuentra entre los 10&nbsp;km y los 50&nbsp;km de altura. Los gases se encuentran separados formando capas o estratos de acuerdo a su peso. Una de ellas es la [[capa de ozono]] que protege a la Tierra del exceso de [[Radiación ultravioleta|rayos ultravioleta]] provenientes del Sol. Las cantidades de [[oxígeno]] y [[Dióxido de carbono atmosférico|dióxido de carbono]] son casi nulas y aumenta la proporción de [[hidrógeno]]. Actúa como regulador de la temperatura; en su parte inferior está cerca de los –60&nbsp;°C y aumenta con la altura hasta los 10 o 17&nbsp;°C. Su límite superior es la estratopausa.

==== Mesosfera ====

{{AP|Mesosfera}}
En esta capa la temperatura disminuye hasta los –70&nbsp;°C conforme aumenta su altitud. Se extiende desde la estratopausa (zona de contacto entre la estratosfera y la mesosfera) hasta una altura de unos 80&nbsp;km, donde la temperatura vuelve a descender hasta unos –80&nbsp;°C o –90&nbsp;°C. Su límite superior es la mesopausa.

==== Termosfera  ====

{{AP|Ionosfera}}
Es la capa que se encuentra entre los 90 y los 400 kilómetros de altura. En ella existen capas formadas por átomos cargados eléctricamente, llamados [[Ion|iones]]. Al ser una capa conductora de electricidad es la que posibilita las transmisiones de [[Radio (medio de comunicación)|radio]] y [[televisión]] por su propiedad de reflejar las ondas electromagnéticas. El gas predominante es el nitrógeno. Su temperatura aumenta desde los –76&nbsp;°C hasta llegar a 1500&nbsp;°C. Su límite superior es la [[termopausa]] o ionopausa.

====Exosfera====

{{AP|Exosfera}}
Es la capa en la que los gases poco a poco se dispersan hasta que la composición es similar a la del [[espacio exterior]]. Es la última capa de la atmósfera, se localiza por encima de la termosfera, aproximadamente a unos 580 km de altitud, en contacto con el espacio exterior, donde existe prácticamente el vacío. Es la región atmosférica más distante de la superficie terrestre. En esta capa la temperatura no varía y el aire pierde sus cualidades.

Su límite con el espacio llega en promedio a los 10&nbsp;000&nbsp;km, por lo que la exosfera está contenida en la [[magnetosfera]] (500-60&nbsp;000&nbsp;km), que representa el [[Campo magnético terrestre|campo magnético]] de la Tierra. En esa región, hay un alto contenido de [[polvo cósmico]] que cae sobre la Tierra y que hace aumentar su peso en unas 20&nbsp;000 toneladas. Es la zona de tránsito entre la atmósfera terrestre y el espacio interplanetario y en ella se localizan los [[Satélite artificial|satélites]] artificiales de [[órbita polar]]. En la exosfera, el concepto popular de temperatura desaparece, ya que la densidad del aire es casi despreciable; además contiene un flujo o bien llamado plasma, que es el que desde el exterior se le ve como los [[Cinturones de Van Allen]]. Aquí es el único lugar donde los gases pueden escapar ya que la influencia de la fuerza de la gravedad no es tan grande.
En ella la ionización de las moléculas determina que la atracción del campo magnético terrestre sea mayor que la del gravitatorio (de ahí que también se la denomina magnetosfera).
Por lo tanto, las moléculas de los gases más ligeros poseen una [[Velocidad de escape|velocidad]] media que les permite escapar hacia el espacio interplanetario sin que la fuerza gravitatoria de la Tierra sea suficiente para retenerlas.
Los gases que así se difunden en el vacío representan una pequeñísima parte de la atmósfera terrestre.

Los principales gases dentro de la exosfera son los gases más ligeros:
* [[Hidrógeno]]
* [[Helio]]
* [[Dióxido de carbono]]
* [[Oxígeno atómico]]

== Atmósferas de los demás planetas del sistema solar ==

=== Venus ===

[[Archivo:Venuspioneeruv.jpg|thumb|left|La forma particular de las nubes en Venus se debe a la mayor velocidad del viento a baja [[latitud]].]]
{{AP|Atmósfera de Venus}}
[[Venus (planeta)|Venus]] posee una densa atmósfera. Su [[presión atmosférica]] equivale a 90 atmósferas terrestres (una presión equivalente a una profundidad de un kilómetro bajo el [[nivel del mar]] en la Tierra). Está compuesta principalmente por [[dióxido de carbono|CO<sub>2</sub>]] y una pequeña cantidad de [[monóxido de carbono]], [[nitrógeno]], [[ácido sulfúrico]], [[argón]] y partículas de [[azufre]]. La enorme cantidad de CO<sub>2</sub> de la atmósfera provoca un fuerte [[efecto invernadero]] que eleva la temperatura de la superficie del planeta hasta cerca de 460&nbsp;°C. Esto hace que Venus sea más caliente que [[Mercurio (planeta)|Mercurio]].

La temperatura no varía de forma significativa entre el día y la noche. A pesar de la lenta [[Movimiento de rotación|rotación]] de Venus, los vientos de la atmósfera superior circunvalan el planeta en tan solo cuatro días, alcanzan velocidades de 360&nbsp;km/h y distribuyen eficazmente el [[calor]]. Además del movimiento zonal de la atmósfera de oeste a este, hay un movimiento vertical en forma de [[célula de Hadley]] que transporta el calor del [[Ecuador terrestre|ecuador]] hasta las zonas polares e incluso a latitudes medias del lado no iluminado del planeta.

La radiación solar casi no alcanza la superficie del planeta. La densa capa de nubes refleja al espacio la mayor parte de la luz del [[Sol]] y gran parte de la luz que atraviesa las [[nube]]s es absorbida por la atmósfera.

=== Marte ===

[[Archivo:Mars atmosphere.jpg|thumb|left|La tenue atmósfera de Marte.]]
{{AP|Atmósfera de Marte}}
La atmósfera de [[Marte (planeta)|Marte]] es muy tenue, con una presión superficial de solo 7 a 9&nbsp;[[hPa]] frente a los 1013&nbsp;hPa de la atmósfera terrestre, es decir, una centésima parte de la terrestre. La presión atmosférica varía considerablemente con la altitud, desde casi 9&nbsp;hPa en las depresiones más profundas, hasta 1{{esd}}hPa en la cima del [[Monte Olimpo (Marte)|Monte Olimpo]]. Está compuesta fundamentalmente de dióxido de carbono (95,3&nbsp;%) con un 2,7&nbsp;% de nitrógeno, un 1,6&nbsp;% de argón y trazas de [[oxígeno molecular]] (0,15&nbsp;%), monóxido de carbono (0,07&nbsp;%) y vapor de agua (0,03&nbsp;%).

La atmósfera es lo bastante densa como para albergar [[viento]]s y [[Tormenta de polvo|tormentas de polvo]] que, en ocasiones, pueden abarcar el planeta entero durante meses. Este viento es el responsable de la existencia de [[duna]]s de arena en los [[desierto]]s marcianos. La bóveda celeste marciana es de un suave color rosa salmón debido a la dispersión de la luz por los granos de polvo muy finos procedentes del suelo ferruginoso. A diferencia de la Tierra, ninguna capa de ozono bloquea la radiación ultravioleta. Hay nubes en mucha menor cantidad que en la Tierra y son de vapor de agua o de dióxido de carbono en latitudes polares.

La débil atmósfera marciana produce un pequeño efecto invernadero que aumenta la temperatura superficial unos cinco grados, mucho menos que lo observado en Venus y en la Tierra, que tienen más [[gas de efecto invernadero|gases de efecto invernadero]] y por eso su temperatura es más cálida.

En las latitudes extremas, la condensación del dióxido de carbono forma nubes de cristales de [[nieve carbónica]].

== Atmósferas de los [[Gigante gaseoso|gigantes gaseosos]] del sistema solar ==
=== Júpiter ===
{{AP|Atmósfera de Júpiter}}
[[Archivo:790106-0203 Voyager 58M to 31M reduced.gif|thumb|Atmósfera de Júpiter vista por la [[Voyager I]] al acercarse al planeta.]]
La atmósfera de [[Júpiter (planeta)|Júpiter]] se extiende hasta grandes profundidades, donde la enorme presión comprime el [[hidrógeno molecular]] hasta que se transforma en un [[líquido]] de carácter metálico a profundidades de unos 10&nbsp;000&nbsp;km. Más abajo se sospecha la existencia de un núcleo rocoso formado principalmente por materiales más densos.

En la parte alta de la atmósfera se observa una circulación atmosférica formada por bandas paralelas al ecuador, en la que puede encontrarse la [[Gran Mancha Roja]], que es una tormenta con más de 300 años de antigüedad.

Se observan nubes de diferentes colores que refleja, que se forman a distintas alturas y con diferentes composiciones. Júpiter tiene un potente [[campo magnético]] que provoca [[Aurora polar|auroras polares]].

=== Saturno ===
{{AP|Atmósfera de Saturno}}
La atmósfera de [[Saturno (planeta)|Saturno]] posee bandas oscuras y zonas claras similares a las de Júpiter, aunque la distinción entre ambas es mucho menos clara. Hay fuertes vientos en la dirección de los paralelos. En las capas altas se forman auroras por la interacción del campo magnético planetario con el [[viento solar]].

=== Urano ===
{{AP|Atmósfera de Urano}}
El planeta [[Urano (planeta)|Urano]] cuenta con una gruesa atmósfera formada por una mezcla de hidrógeno, [[helio]] y metano, que puede representar hasta un 15&nbsp;% de la masa planetaria y que le da su color característico.

=== Neptuno ===
{{AP|Atmósfera de Neptuno}}
La atmósfera de [[Neptuno (planeta)|Neptuno]] está formada por hidrógeno, helio y un pequeño porcentaje de gas [[metano]], que le proporciona el color azul verdoso. Sus partículas están levemente más separadas de lo que deberían estar por causa de la temperatura, que es de –200&nbsp;°C, semejante a la de Urano, que está ubicado más cerca del Sol, por lo que se estima que tiene una fuente interna de calor.

== Caso único: la atmósfera de Titán ==
{{AP|Atmósfera de Titán}}

[[Archivo:Cassini peers over Titans hazy atmosphare to Saturns south pole.jpg|thumb|200px|Detalle de la brumosa atmósfera de Titán. Al fondo puede verse el limbo de Saturno.]]
[[Titán (satélite)|Titán]] es el único satélite conocido con una atmósfera densa. La [[atmósfera de Titán]] es más densa que la de la Tierra, con una presión en superficie de una vez y media la de nuestro planeta y con una capa nubosa opaca formada por aerosoles de [[hidrocarburo]]s que oculta los rasgos de la superficie de Titán y le dan un color anaranjado. Al igual que en Venus, la atmósfera de Titán gira mucho más rápido que su superficie.

La atmósfera está compuesta en un 94&nbsp;% de nitrógeno y es la única atmósfera rica en este elemento en el sistema solar aparte de nuestro propio planeta, con trazas de varios [[hidrocarburo]]s que constituyen el resto ([[metano]], [[etano]] y otros compuestos orgánicos).

La [[presión parcial]] del metano es del orden de 100&nbsp;hPa y este gas cumple el papel del agua en la Tierra, ya que forma nubes en su atmósfera. Estas nubes causan tormentas de metano líquido en Titán que descargan precipitaciones importantes de metano que llegan a la superficie y producen, en total, unos 50 L/m² de precipitación anual.

== Atmósferas muy tenues ==

=== La Luna ===
{{AP|Atmósfera de la Luna}}

La [[Luna]] tiene una atmósfera insignificante, debido a la baja gravedad, incapaz de retener [[molécula]]s de gas en su superficie. La totalidad de su composición aún se desconoce. El [[programa Apolo]] identificó átomos de helio y [[argón]], y más tarde (en 1988) observaciones desde la [[Tierra]] añadieron [[ion]]es de [[sodio]] y [[potasio]]. La mayor parte de los gases en su superficie provienen de su interior.

=== Mercurio ===

La sonda [[Mariner 10]] demostró que [[Mercurio (planeta)|Mercurio]], contrariamente a lo que se creía, tiene una atmósfera, muy tenue, constituida principalmente por helio, con trazas de argón, sodio, potasio, oxígeno y [[neón]]. La [[presión]] de la atmósfera parece ser solo una cienmilésima parte de la presión atmosférica en la superficie de la [[Tierra]].

Los [[átomo]]s de esta atmósfera son muchas veces arrancados de la superficie del planeta por el viento solar.

=== Ío ===

[[Ío (luna)|Ío]] tiene una fina atmósfera compuesta de [[dióxido de azufre]] y algunos otros gases. El gas procede de las [[Erupción volcánica|erupciones volcánicas]], pues a diferencia de los volcanes terrestres, los volcanes de Ío expulsan dióxido de azufre. Ío es el cuerpo del [[sistema solar]] con mayor actividad volcánica. La energía necesaria para mantener esta actividad proviene de la disipación a través de [[Fuerza de marea|efectos de marea]] producidos por Júpiter, [[Europa (luna)|Europa]] y [[Ganímedes (satélite)|Ganímedes]], dado que las tres lunas se encuentran en [[resonancia orbital]] (la resonancia de [[Pierre Simon Laplace|Laplace]]). Algunas de las erupciones de Ío emiten material a más de 300&nbsp;km de altura. La baja [[gravedad]] del satélite permite que parte de este material sea permanentemente expulsado de la luna y se distribuye en un anillo de material que cubre su órbita.

=== Europa ===

Observaciones del [[Telescopio espacial Hubble]] indican que Europa tiene una atmósfera muy tenue (10<sup>−11</sup> [[bar (unidad)|bares]] de presión en la superficie) compuesta de oxígeno. A diferencia del oxígeno de la atmósfera terrestre, el de la atmósfera de Europa es casi con toda seguridad de origen no biológico. Más probablemente se genera por la luz del sol y las partículas cargadas que chocan contra la superficie helada de Europa, produciendo vapor de agua que es posteriormente dividido en hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno consigue escapar de la gravedad de Europa, pero no así el oxígeno.

=== Encélado ===

Instrumentos de la sonda [[Cassini/Huygens|Cassini]] han revelado la existencia en [[Encélado (luna)|Encélado]] de una atmósfera de vapor de agua (aproximadamente 65&nbsp;%) que se concentra sobre la región del polo sur, un área con muy pocos cráteres. Dado que las moléculas de la atmósfera de Encélado poseen una velocidad más alta que la de escape, se piensa que se escapa permanentemente al espacio y al mismo tiempo se restaura a través de la actividad geológica. Las partículas que escapan de la atmósfera de Encélado son la principal fuente del [[Anillo E]] que está en la órbita del satélite y tiene una anchura de 180&nbsp;000&nbsp;km.

=== Ariel ===

Es uno de los 27 [[satélite natural|satélites naturales]] de Urano. Su atmósfera está compuesta por [[amoníaco]] gaseoso y líquido en su superficie y compuesta por [[agua]] en el interior.

=== Tritón ===

[[Archivo:Global Color Mosaic of Triton - GPN-2000-000471.jpg|thumb|Composición en color de Tritón con imágenes tomadas por la Voyager 2.]]
[[Tritón (luna)|Tritón]] tiene un diámetro algo inferior que el de la Luna terrestre y posee una tenue atmósfera de nitrógeno (99,9&nbsp;%) con pequeñas cantidades de metano (0,01&nbsp;%). La presión atmosférica tritoniana es de solo 14 microbares.

La sonda [[Voyager 2]] consiguió observar una fina capa de nubes en una imagen que hizo del contorno de esta luna. Estas nubes se forman en los polos y están compuestas por hielo de nitrógeno; existe también niebla fotoquímica hasta una altura de 30&nbsp;km que está compuesta por varios hidrocarburos semejantes a los encontrados en Titán, y que llega a la atmósfera expulsada por los [[géiser]]es. Se cree que los hidrocarburos contribuyen al aspecto rosado de la superficie.

=== Plutón ===
{{AP|Atmósfera de Plutón}}
Plutón posee una atmósfera extremadamente tenue, formada por [[metano]] y [[monóxido de carbono]], que se congela y cae a la superficie a medida que el planeta se aleja del Sol. Es esta evaporación y posterior congelamiento lo que causa las variaciones en el [[albedo]] del planeta, detectadas por medio de [[fotómetro]]s fotoeléctricos en la década de 1950 (por [[Gerard Kuiper]] y otros). A medida que el planeta se aproxima al Sol, los cambios se hacen menores. Los cambios de albedo se repiten pero a la inversa a medida que el planeta se aleja del Sol rumbo a su [[afelio]].

=== Sedna, Quaoar y Orcus ===

No se sabe con certeza la composición de su atmósfera aunque se cree que está compuesta por hidrógeno, metano y helio.

== Variación de la presión con la altura ==

La variación con la altura de la presión atmosférica o de la [[densidad]] atmosférica es lo que se conoce como '''ley barométrica'''.

No es lo mismo la variación de la presión con la altura en un líquido como el [[océano]] que en un gas como la '''atmósfera''' y la razón estriba en que un líquido no es compresible y por tanto su densidad permanece constante. Así que en el océano rige la fórmula:
{{ecuación|

<math>P=\rho \ g \ h </math>

|1|left}}

por lo que si la profundidad h se hace doble la presión también.

Para los gases ideales se cumple la [[ley de los gases perfectos]]:
* [[Ley de Boyle]]: "La densidad de un gas a temperatura constante es proporcional a la presión del gas."

Es decir: 
{{ecuación|
<math>P= \frac{P_0}{\rho_0}  \rho </math>
|2|left}}

ya que 

{{ecuación|
<math>P \cdot V=P_0  V_0= P  \frac{m}{\rho}= P_0 \cdot \frac{m}{\rho_0}</math>|3|left}}
* En [[condiciones normales]] es decir 0&nbsp;°C de temperatura y 1 [[atmósfera (unidad)|atmósfera]] de presión, un [[mol]] de gas ocupa 22,4 &nbsp;[[litro|L]] así que:

{{ecuación|<math>\rho_0=\frac{M}{22,4} \frac {g}{litro}</math>||left}}
donde M es la [[masa molecular]].
Para la atmósfera de la Tierra, 20&nbsp;% de O<sub>2</sub> y 80&nbsp;% de N<sub>2</sub>, el peso molecular es:
{{ecuación|<math>0,2 \cdot 32+ 0,8 \cdot 28=28,96 </math>||left}}
por lo que

:<math>\rho_0 = \frac {28,96}{22,4} \frac{\text{g}}{\text{litro}}= 1,293 \frac{\text{g}}{\text{litro}} = 1,293 \cdot \frac {kg}{m^3}</math>

Para una presión de 0&nbsp;°C y P atmósferas:

:<math>\rho=1,293 P  {\text{g}}{\text{litro}}</math>
* Si la presión se mantiene constante [[ley de Charles]]: "la densidad es inversamente proporcional a la temperatura", es decir:
{{ecuación|<math>\rho=\rho_0  \frac {T_0}{T} </math>||left}}
ya que:
:<math>\frac {V}{T}=\frac {V_0}{T_0}=\frac {m}{\rho \cdot T}=\frac {m}{\rho_0 \cdot T_0}</math>

=== Ley de la densidad ===
Combinando ambas llegamos a la [[ley de los gases perfectos]]:
{{ecuación|<math>P  V = n  R \ T = \frac{m}{M} R  T</math>||left}}
así que:
{{ecuación|<math>\rho=\frac{P  M}{R  T}</math>||left}}

==== Cálculo de la densidad atmosférica en la superficie de los planetas ====
Sabiendo que la constante R de los gases perfectos vale:
:<math>R=8,313 \cdot \frac {\text {J}}{\text {K} \cdot \text{mol}} </math>
y que 1 atmósfera vale:
:<math> 1\ \text{atm}=1,013 \cdot 10^5 \cdot \frac {\text {N}}{\text{m}^2} </math>
resulta: 
{| class="wikitable"
!'''Planeta'''
!'''Temp. (K)'''
!'''Presión (atm)'''
!'''Masa molecular M''' 
!'''Densidad (kg/m³)''' 
|- align="right"
|[[Tierra]]
| 288
| 1
| 28,96 
|1,225
|- align="right"
|[[Venus (planeta)|Venus]]
| 738
| 92,8
| 44 
|67,42
|- align="right"
|[[Titán (luna)|Titán]]
| 95
| 1,48
| 28,6
|5,43
|- align="right"
|[[Marte (planeta)|Marte]]
| 215
| 0,0079
| 43,64
|0,0195
|}

=== Ley barométrica ===

En una atmósfera isoterma la presión varía con la altura según la ley:

:<math>P=P_0 \cdot e^{\frac{-M \cdot g \cdot (h-h_0)}{R \cdot T}} </math>
donde M es la [[masa molecular]], g la [[gravedad|aceleración de la gravedad]], h-h<sub>0</sub> es la diferencia de alturas entre los niveles con presiones P y P<sub>0</sub> y T es la [[temperatura absoluta]] media entre los dos niveles, y R la constante de los gases perfectos. El hecho de que la temperatura varíe sí limita validez de la fórmula. Por el contrario la variación de la aceleración de la gravedad es tan suave que no afecta.

La demostración de la fórmula es sencilla:

La diferencia de presión entre dos capas separadas por un <math> \Delta h </math> es:
:<math>\Delta P=- \rho \cdot g \cdot \Delta h </math>
Pero por la '''ley de la densidad'''

:<math>\rho=\frac{P \cdot M}{R \cdot T}</math>

Así que:

:<math>\Delta P=- \frac{P \cdot M}{R \cdot T} \cdot g \cdot \Delta h </math>

que por integración se convierte en:
:<math>\int_{P_0}^{P} \frac {dP}{P}=\frac {-M \cdot g}{R \cdot T} \int_{h_0}^{h} dh  \, </math>
es decir:

:<math> ln (P)-ln (P_0)=\frac {-M \cdot g \cdot (h-h_0)}{R \cdot T} \, </math>

por lo que:

:<math>P=P_0 \cdot e^{\frac{-M \cdot g \cdot (h-h_0)}{R \cdot T}} </math>

==== Incremento de altura ====

El '''incremento de altura''' es la altura a la que hay que elevarse en una atmósfera para que la [[presión atmosférica]] disminuya a la mitad.

Para calcularla basta con poner en la '''ley barométrica <math>P=P_0/2 \, </math> resulta:
:<math>\Delta h=\frac{R \cdot T}{M \cdot g} \cdot ln 2 \, </math>

==== Escala de altura ====

La '''escala de altura''' es la altura a la que hay que elevarse en una atmósfera para que la [[presión atmosférica]] disminuya en un factor e=2,718182. Es decir la disminución de presión es <math> 1-\frac {1}{e}=0,632= 63,2\%</math>

Para calcularla basta con poner en la '''ley barométrica <math>P=P_0/e \, </math> resulta:
:<math>H=\frac{R \cdot T}{M \cdot g} \, </math>
En función de la escala de alturas H la presión puede expresarse:
:<math>P=P_0 \cdot e^{-\frac {(h-h_0)}{H}} \, </math>

y análogamente para la densidad:

:<math>\rho=\rho_0 \cdot e^{-\frac {(h-h_0)}{H}} \, </math>

==== Cálculo de la Escala de altura en diferentes atmósferas ====

Basta con aplicar la fórmula anterior para obtener H en [[metro]]s.
{| class="wikitable"
!'''Planeta'''
!'''Temp. (K)'''
!'''Ac. gravedad g (m/s²)'''
!'''Masa molecular M''' 
!'''Escala altura H (km)''' 
!'''Incremento altura (km)''' 
|- align="right"
|[[Tierra]]
| 288
| 9,81
| 28,96 
| 8,42
| 5,8
|- align="right"
|[[Venus (planeta)|Venus]]
| 738
| 8,73
| 44 
| 16,15
| 11,2
|- align="right"
|[[Titán (luna)|Titán]]
| 95
| 1,37
| 28,6
| 20,15
| 13,9
|- align="right"
|[[Marte (planeta)|Marte]]
| 215
| 3,73
| 43,64
| 10,98
| 7,6
|- align="right"
|[[Júpiter (planeta)|Júpiter]]
| (*)160
| 26,20
| (**)2
| 25,37
| 17,6
|}
(*)Temperatura K cerca del límite de las nubes.

(**) Puede haber suficiente [[helio]] para aumentar la masa molecular disminuyendo la escala de alturas.

=== Representación de la variación de la presión con la altura ===

[[Archivo:Standardatmosphäre 1976 90km.png|thumb|400px|Variación de la temperatura y del logaritmo de la presión con la altura para la atmósfera de la Tierra.]]
Si representamos el [[logaritmo]] de la presión o de la densidad en función de la altura obtendríamos una línea recta si la atmósfera fuese isoterma, es decir, si la escala de temperatura no variase con la altura. La escala de altura es pequeña si la temperatura es baja y ello significa que la presión y la densidad decrecen rápidamente. Si la tempreratura es alta la escala es grande y varían suavemente. Pero la escala de altura también depende de la masa molecular, y masas moleculares altas hacen disminuir la escala de alturas al igual que planetas grandes con elevadas aceleraciones de la gravedad, que también hacen disminuir la escala de alturas y la presión y la densidad decrecen rápidamente.

Así, en un planeta más grande que la Tierra, con idéntica composición atmosférica y temperatura, la densidad y presión cambian más rápidamente con la altura y se puede hablar de una «atmósfera dura» frente a un planeta menor en el que H sería mayor y la atmósfera sería «blanda».

== Véase también ==

* [[Aire]]
* [[Anexo:Datos de los planetas del Sistema Solar]]
* [[Atmósfera terrestre]]
* [[Dinámica de la atmósfera]]
* [[International Standard Atmosphere]]
* [[La atmósfera como canal de transmisión de luz]]
* [[Presión atmosférica]]
* [[Atmósfera de la Luna]]

== Referencias ==
{{listaref}}
=== Bibliografía ===

* {{Cite book |last=Sanchez-Lavega |first=Agustin |title=An Introduction to Planetary Atmospheres |publisher=[[Taylor & Francis]] |year=2010 |isbn=978-1420067323}}
=== Enlaces externos ===

{{wikcionario}}
{{Wikisource|Geografía/Atmósfera|Atmósfera}}
* [https://web.archive.org/web/20151105045405/http://caribdis.ugr.es/ Grupo de Física de la Atmósfera (GFAT) de la Universidad de Granada (UGR).]

{{control de autoridades|wiktionary=atmósfera}}
[[Categoría:Atmósfera| ]]
[[Categoría:Capas de la Tierra]]
[[Categoría:Términos de geografía]]